Woda na Księżycu pochodzi ze Słońca. To nie pomyłka, lecz fascynujące odkrycie uczonych z Chin

W tym artykule:

1. Woda na Księżycu: ile jej jest?
2. Skąd się wzięła woda na Księżycu?
3. Jak zbadano księżycowe skały?

Ponad dwa lata temu, w grudniu 2020 r., Księżyc odwiedziła chińska sonda kosmiczna Chang’e 5. Jej celem było przywiezienie księżycowych skał. Udało się je pobrać zarówno z dwumetrowego odwiertu, jak i z powierzchni. Regolit został następnie zamknięty w szczelnym pojemniku i wrócił na Ziemię.

Dzięki tej misji chińskim naukowcom udało się pozyskać prawie 2 kg skał ze Srebrnego Globu. Ich badanie pozwoliło ostatnio zbliżyć się do wyjaśnienia tajemnicy anomalii magnetycznych na Księżycu. Teraz geochemicy zajęli się innym fenomenem: księżycową wodą. I odkryli, że, paradoksalnie, ma ona bardzo dużo wspólnego ze Słońcem.

Woda na Księżycu: ile jej jest?

Księżyc, oglądany przez lornetkę lub widziany na zdjęciach z misji kosmicznych, nie kojarzy nam się z wodą. To wielki kawał szarej skały z wyraźnymi, wielkimi kraterami – miejscami po kosmicznych bombardowaniach. A jednak choć nie tam mórz ani nawet jezior, H₂O jest na Srebrnym Globie całkiem sporo.

Chińczycy znaleźli na Księżycu nowy minerał i zdobyli ważne informacje o paliwie jądrowym. Planują księżycową ofensywę

Chińska zrobotyzowana misja księżycowa Chang'E-5 odkryła na powierzchni Księżyca nie tylko wodę. W przewiezionych na Ziemię próbkach naukowcy znaleźli nowy, nieznany dotąd minerał. To p...

Podejrzewa się, że woda na Księżycu w postaci lodu może kryć się w zawsze ocienionych kraterach na biegunach. Jak się szacuje, temperatura w nich nigdy nie wzrasta powyżej minus 160 st. C. Woda jest też składnikiem, i to w sporych ilościach, skał księżycowych, czyli regolitu.

Dwa lata temu naukowcy użyli obserwatorium SOFIA pracującego na pokładzie specjalnie przystosowanego Boeinga 747. Z jego pomocą wykazali, że na Księżycu woda może istnieć również w miejscach, gdzie świeci Słońce. Czyli że wstępuje na całej powierzchni Srebrnego Globu.

Skąd się wzięła woda na Księżycu?

Pytanie brzmi: skąd się tam wzięła? Jedna z hipotez głosi, że przyniosły ją komety. Inna – że może pochodzić z Ziemi. Jeszcze inna – że za jej wytwarzanie odpowiedzialne jest Słońce. A konkretnie wiatr słoneczny, czyli strumień naładowanych cząstek, które Słońce emituje we wszystkich kierunkach. Ta teoria zyskała właśnie potwierdzenie doświadczalne.

Geochemicy z Chińskiej Akademii Nauk przebadali próbki przywiezione przez sondę Chang’e 5. Wybrali 17 różnych skalnych ziaren: siedem oliwinów, jedno piroksenów, cztery plagioklazów i pięć szkła. Zostały zebrane na średnich szerokościach geograficznych na Księżycu, bliżej biegunów niż próbki z misji Apollo.

Jak zbadano księżycowe skały?

Naukowców interesował skład chemiczny ich otoczek. Czyli warstwy zewnętrznej, mającej zaledwie 100 nanometrów grubości. To ona jest najbardziej podatna na wpływ wiatru słonecznego. Badano ją z pomocą dwóch rodzajów spektroskopii.

Okazało się, że w zewnętrznej warstwie ziaren jest bardzo dużo wodoru: między 1116 a 2516 części na milion. Stosunek różnych jego izotopów odpowiadał wodorowi pochodzącemu ze słonecznego wiatru. Naukowcy uważają, że bombardowanie przez naładowane cząstki sprawiło, że tlenki wchodzące w skład regolitu rozpadały się. Uwolniony tlen reagował z wodorem i tak powstawała woda.

Naukowcy pierwszy raz wyhodowali rośliny w glebie z Księżyca. Czy to przełom eksploracji kosmosu?

Badania mogą być niezwykle przydatne w kontekście programu Artemis. Jego celem jest powrót człowieka na Księżyc i utworzenie stałej bazy księżycowej.

By potwierdzić prawdziwość tej teorii, naukowcy podgrzewali przywiezione z Księżyca ziarna. Po podgrzaniu wodór był w nich nadal obecny. Następnie sprawdzili, co działoby się z nim w różnych temperaturach. Doszli do wniosku, że najwięcej wody, której źródłem jest wiatr słoneczny, zachowałoby się na Księżycu tam, gdzie jest zimniej. Czyli na średnich i wysokich szerokościach geograficznych.

Badania wskazują, że szczególnie dużo wody może znajdować się w rejonach polarnych Księżyca. – Może być jej nawet więcej niż w próbkach przywiezionych przez Change’ 5 – komentuje kosmochemik Yangting Lin. Informacja może być użyteczna dla wszystkich organizacji planujących przyszłe misje księżycowe, takie jak program Artemis.

Artykuł o księżycowej wodzie ukazał się w czasopiśmie naukowym „PNAS”.

Źródło: Chińska Akademia Nauk, PNAS.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com